Pintakäsittelylaitosten jätevesikuormituksen vähentäminen Osa 1. Kirjallisuusselvitys

Transkriptio

1 VTT TIEDOTTEITA MEDDELANDEN RESEARCH NOTES 1983 Pintakäsittelylaitosten jätevesikuormituksen vähentäminen Osa 1. Kirjallisuusselvitys Jarmo Siivinen & Amar Mahiout VTT Valmistustekniikka VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS ESPOO 1999

2 ISBN X ISSN ISBN (URL: ISSN (URL: Copyright Valtion teknillinen tutkimuskeskus (VTT) 1999 JULKAISIJA UTGIVARE PUBLISHER Valtion teknillinen tutkimuskeskus (VTT), Vuorimiehentie 5, PL 2000, VTT puh. vaihde (09) 4561, faksi (09) Statens tekniska forskningscentral (VTT), Bergsmansvägen 5, PB 2000, VTT tel. växel (09) 4561, fax (09) Technical Research Centre of Finland (VTT), Vuorimiehentie 5, P.O.Box 2000, FIN VTT, Finland phone internat , fax VTT Valmistustekniikka, Materiaali- ja konepajatekniikka, Metallimiehenkuja 2 4, PL 1703, VTT puh. vaihde (09) 4561, faksi (09) VTT Tillverkningsteknik, Material- och verkstadsteknik, Metallmansgränden 2 4, PB 1703, VTT tel. växel (09) 4561, fax (09) VTT Manufacturing Technology, Materials and Manufacturing Technology, Metallimiehenkuja 2 4, P.O.Box 1703, FIN VTT, Finland phone internat , fax Toimitus Leena Ukskoski Libella Painopalvelu Oy, Espoo 1999

3 Siivinen, Jarno & Mahiout, Amar. Pintakäsittelylaitosten jätevesikuormituksen vähentäminen. Osa 1. Kirjallisuusselvitys [Reduction of the waste water discharge in the electroplating industry. Part 1. Literature review]. Espoo 1999, Valtion teknillinen tutkimuskeskus, VTT Tiedotteita Meddelanden Research Notes s. + liitt. 12 s. Avainsanat electroplating plants, waste water, literature reviews, metallic coatings, water pollution, industrial wastes, purification, recovery, emission limits, sludge processing, sewage treatment, environmental engineering Tiivistelmä Selvityksen alussa kartoitettiin Suomessa toimivien metallipinnoituslaitosten lukumäärä. Suomessa toimi vuonna 1997 noin 200 yritystä tai laitosta, joiden toimialana olivat metalliset pinnoitteet. Varsinaisesti työn tarkoituksena oli selvittää metallipinnoitusprosesseihin soveltuvia jätevesien puhdistusmenetelmiä sekä materiaalien ja kemikaalien talteenotto- ja regenerointimenetelmiä, joilla erityisesti sähköpinnoituslaitokset pystyisivät paremmin saavuttamaan niille määrätyt ja EU:n tulevaisuudessa määräämät päästörajat. Lisäksi selvitettiin teknisiä ja taloudellisia mahdollisuuksia mm. korvaavien menetelmien ja prosessien ja haitattomampien kemikaalien käyttöönottoon (BAT l. paras käyttökelpoinen teknologia) sekä syntyvien metallipitoisten lietteiden jatkokäsittelymahdollisuuksia. Selvityksessä havaittiin tiettyä epäyhtenäisyyttä jätevesiä koskevissa määräyksissä ja rajaarvoissa, sillä Suomessa ei ole koko maan kattavaa raja-arvoa jätevesien metalli- yms. pitoisuuksille. Rajoitukset vaihtelevat kaupunki-, kunta- ja jopa laitoskohtaisesti saman alueen sisällä, mikä saattaa olla pintakäsittelijän vaikea hyväksyä. Tulossa olevien lakimuutosten (IPPC l. Euroopan neuvoston direktiivi 96/61/EY, ympäristön pilaantumisen ehkäisemisen ja vähentämisen yhtenäistämiseksi) pitäisi kuitenkin yhtenäistää jätevesiasioihin liittyvää menettelyä niin, ettei minkään yrityksen tulevaisuudessa tarvitsisi tuntea kokeneensa vääryyttä jätevesiin liittyvissä määräyksissä ja rajoituksissa. Myös vaarallisten kemikaalien teollista käyttöä ja varastointia koskeva SEVESO II -direktiivi on aiheuttanut joitakin muutoksia Suomen kemikaalilainsäädäntöön. Kirjallisuudesta etsittiin myös kaavoja, joiden avulla on mahdollista laskea investoinnin kannattavuutta esim. takaisinmaksuajan tai investoinnista välillisesti aiheutuvien kustannussäästöjen suhteen. 3

4 Siivinen, Jarno & Mahiout, Amar. Pintakäsittelylaitosten jätevesikuormituksen vähentäminen. Osa 1. Kirjallisuusselvitys [Reduction of the waste water discharge in the electroplating industry. Part 1. Literature review]. Espoo 1999, Technical Research Centre of Finland, VTT Tiedotteita Meddelanden Research Notes p. + app. 12 p. Keywords electroplating plants, waste water, literature reviews, metallic coatings, water pollution, industrial wastes, purification, recovery, emission limits, sludge processing, sewage treatment, environmental engineering Abstract The first part of this literature review ascertains the number of electroplating plants operating in Finland. It was noted that there were about 200 plants producing metallic coatings in The main purpose of the study was to investigate suitable wastewater purification methods and ways of recovering materials and chemicals in electroplating plants. Use of these methods would make it easier for electroplating plants to achieve current and future emission limits imposed by the European Union. In addition, the study sought to examine the technical and economical feasibility of using substitute methods and processes, less noxious chemicals, Best Available Techniques and the possibility of further processing the metal containing sludges produced during electroplating processes. The study noted that a lack of national limit values (e.g. for metal contents) resulted in some inconsistency relating to regulations for wastewater. Limitations vary within the country, city or even between different companies in the same area, something that can be difficult for an entrepreneur to accept. In the near future the IPPC Directive (Integrated Pollution Prevention and Control) will make it possible to harmonise the procedure relating to the waste treatment in the electroplating industry. The Seveso II Directive has also brought about some changes relating to the chemical legislation in Finland. Literature was also studied to find formulae to calculate the profitability and repayment period of capital expenditure. 4

5 Alkusanat Tämä työ on tehty Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen (VTT) Valmistustekniikan tutkimusyksikön materiaali- ja konepajatekniikan tutkimusalueen pintatekniikan ryhmässä. Työ on osa Tekesin, VTT Valmistustekniikan ja teollisuuden rahoittamaa julkista VESIPIN-projektia, joka kuuluu osana VESIHUOLTO teknologiaohjelmaan. Haluamme kiittää yhteistyöstä VESIPIN-projektin johtoryhmän jäseniä sekä lehtori Lauri Lohtaria Espoon-Vantaan teknillisestä ammattikorkeakoulusta. Kiitämme myös VTT Valmistustekniikan henkilökuntaa avusta julkaisun valmistelussa. 5

6 Sisällysluettelo Tiivistelmä... 3 Abstract... 4 Alkusanat Johdanto Pintakäsittelylaitokset ja niitä koskeva lainsäädäntö Suomessa toimivat pintakäsittelylaitokset vuonna Jätevesille asetetut raja-arvot sekä esimerkkejä Euroopassa vallitsevista päästörajoista Eräiden Euroopan maiden raja-arvoja Euroopan pintakäsittelijöiden komitean (CETS) mukaan /8/ Pintakäsittelylaitoksia koskeva lainsäädäntö Pintakäsittelylaitosten jätevedet Jätevesien luokittelu Käytetyt prosessikylvyt Emäksiset jätevedet Syanidipitoiset jätevedet Happamat jätevedet Kromihappoa tai kromaatteja sisältävät jätevedet Muut metalleja sisältävät jätevedet ja metallijätteet Fosfaatteja sisältävät jätevedet Öljyiset jätevedet Ongelmajätelaitokselle vietävät jäteliuokset Jätevesien käsittely, vesien ja kemikaalien uusiokäyttö ja kierrätys sekä metallien ja kemikaalien talteenotto Käsittelemättömien tai puutteellisesti käsiteltyjen jätevesien vaikutus kunnallisen puhdistamon toimintaan ja puhdistamolietteen hyötykäyttöön Puhdistamolietteen raskasmetallit Raskasmetallipitoisuuksien määritys sekä raja-arvot* puhdistamo-lietteen hyötykäytölle Jätevesien käsittely kemiallisilla ja sähkökemiallisilla menetelmillä Syanidien hapetus Kromaattien pelkistys Metallien saostus Saostus kemikaaleilla

7 Elektrolyyttinen saostus Sementointi Neutralointi Ioninvaihto Neste-nesteuutto Elektrodialyysi Diffuusiodialyysi Jätevesien käsittely fysikaalisilla erotusmenetelmillä Kalvosuodatusmenetelmät Mikrosuodatus Ultrasuodatus Nanosuodatus Käänteisosmoosi Muut erotusmemetelmät Aktiivihiilisuodatus Hiekkasuodatus Ultrasentrifugointi Magneettiset menetelmät Haihdutus (tislaus) Haihdutus normaalipaineessa Haihdutus alennetussa paineessa Jäädytys UV-säteilytys Peittaushappojen regenerointi (ks. myös 4.2.8) Jätevesien biologinen puhdistus Kierrätyksestä aiheutuvia ongelmia Paras käytössä oleva tekniikka (BAT) BAT (paras käyttökelpoinen tekniikka) BATNEEC (paras käyttökelpoinen tekniikka, joka ei sisällä kohtuuttomia kustannuksia) BEP (ympäristön kannalta paras käytäntö) BPEO (ympäristön kannalta paras vaihtoehto) Nollapäästötaso Syntyvän jätevesikuormituksen vähentäminen Prosessiautomaatio Prosessin jatkuva seuranta Kylpyjen hoito Laitteiden kunnon seuranta ja kunnossapito Vaihtoehtoisia ja korvaavia aineita Käytännön toimenpiteitä päästöjen vähentämiseksi Päästöjen vähentäminen - prosessikylvyt

8 5.8.2 Päästöjen vähentäminen - huuhtelutekniikka Huuhteluteknisiä käsitteitä ja laskukaavoja /25/ Materiaalien talteenotto ja uusiokäyttö Käsittelyvaihtoehdot Kolmiarvoinen kromi Kolmiarvoinen kiiltokromauskylpy Kolmiarvoinen kovakromauskylpy Kolmiarvoinen sinikromatointikylpy Syanidivapaat kylvyt Syanidien hapetus otsonilla, vetyperoksidilla, saostusmenetelmällä, elektrolyyttisesti tai katalyyttisesti Lietteen käsittely Metallilietteet ja sakat Selkeytymismenetelmät Sedimentaatio eli laskeutus Flokkaus Flotaatio Elektrolyyttinen flotaatio Lietteen kuivaus Lietteen jatkokäsittely Uusia, potentiaalisia menetelmiä Menetelmien kustannustehokkuuden ja takaisinmaksuajan vertailu Yhteenveto Lähdeluettelo...99 LIITTEET Liite 1: Termien selityksiä Liite 2: Yleisimmät metallien pintakäsittelyissä käytetyt (sekä syntyvät/vapautuvat) aineet ja kemikaalit prosesseittain jaoteltuina Liite 3: Metallisulfidien ja -hydroksidien liukoisuus ph:n funktiona Liite 4: Käytettävän huuhtelumenetelmän vaikutus vedenkulutukseen Liite 5: Esimerkkikaavio ns. kompakti-huuhtelusta 8

9 1. Johdanto Jätteiden käsittely on jatkuva huolenaihe eri puollla maailmaa, erityisesti kemian-, konepaja- ja paperiteollisuudessa sekä pintakäsittelylaitoksilla, joissa käytetään vuosittain yhteensä useita tuhansia tonneja myrkyllisiä ja haitallisia aineita. Vaikka pintakäsittelyteollisuus on suuren yleisön keskuudessa mielletty yhdeksi pahimmista saastuttajista, on sen osuus kokonaispäästöistä kuitenkin hyvin pieni ja vähenee todennäköisesti yhä, sillä viime vuosina on pintakäsittelytekniikan kehitys suuntautunut kohti entistä ympäristöystävällisempiä valmistusmenetelmiä. Lähiaikoina tulee voimaan Euroopan Unionin uusi ympäristödirektiivi, IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control), joka muuttaa nykyisen ympäristölupamenettelyn. Direktiivin voimaantulon myötä nykyinen käytäntö, jossa sekä vesi- että ympäristöluvat annetaan samassa lupamenettelyssä, muuttuu. Tällä hetkellä Suomen ongelmana jätevesiä koskevissa määräyksissä on niiden epäyhtenäisyys. Ei ole olemassa koko maan kattavaa raja-arvoa jätevesien metalli- yms. pitoisuuksille, vaan rajoitukset vaihtelevat kaupunki-, kunta- ja jopa laitoskohtaisesti saman alueen sisällä. Toisaalta yhtenäinen standardi ei välttämättä kaikilta osin olisikaan hyväksi, sillä erikokoisten jätevedenpuhdistamojen kyky kestää raskasmetallikuormitusta vaihtelee. Näin ollen räätälöityjen jätevesisopimusten käyttö saattaa joissakin tapauksissa olla puhdistamon toiminnan kannalta hyvä asia. Pintakäsittelijän näkökulmasta tällaisia perusteita on kuitenkin vaikea ymmärtää, koska ne eivät aina ole kovin oikeudenmukaisia. Monessa suomalaisessa yrityksessä saattaa tilanne käytännössä olla sellainen, että ympäristötietoisuudesta, oikeasta asenteesta ja muista asiaa puoltavista seikoista huolimatta uusien ja tehokkaampien tekniikoiden ja menetelmien käyttöönotto syystä tai toisesta estyy. Esimerkkinä mainittakoon uudelle laitteistolle liian pienet toimitilat. Aikoinaan, kun tiloja on rakennettu, ei tulevaa tilantarvetta ole osattu ennakoida oikein ja prosessi on toteutettu siten, etteivät nykyisten tilojen laajennus tai prosessimuutokset ole mahdollisia järkevässä taloudellisessa mittakaavassa. Olisi kenties rakennettava kokonaan uudet toimitilat tai tehtävä niin mittavia muutostöitä laitteiston uudelleen sijoittelussa, ettei kaikilla yrityksillä ole siihen tarvittavia taloudellisia resursseja. Nykyisin yritykset pyrkivät saamaan toiminnalleen ISO laatujärjestelmän säilyttääkseen kilpailukykynsä kansainvälisillä markkinoilla. Laatujärjestelmän ohella on mahdollista hakea toiminnalleen myös SFS-EN ISO ympäristöjärjestelmää (SFS-EN ISO on ympäristöasioiden hallintajärjestelmää koskeva standardi). Sen periaatteet ovat pitkälti yhtenevät EMAS-asetuksen (The Eco-management and Audit Scheme) ja BS 7750:n kanssa. 9

10 Jäteveden käsittelylle asetettavissa tavoitteissa tulisi etenkin uusien laitosten kohdalla huomioida ainakin seuraavat, ympäristönsuojelulliset seikat: * laitoksilla syntyvän jäteveden määrän minimoiminen vähentämällä huuhteluveden kulutusta ja kierrättämällä vesiä tavoitteena suljettujen prosessien aikaansaaminen, * myrkyllisten aineiden vaarattomaksi tekeminen ja jäteveden neutralointi, * lietteen erottaminen siten, että eri metallit saostettaisiin erikseen kullekin sopivalla ph-arvolla sekoittamatta vesiä yhteen ennen käsittelyä, * lietteen kuivaaminen varastoinnin tai uudelleen käytön asettamien vaatimusten tasolle sekä * metallien ja kemikaalien talteenoton ja kierrätyksen mahdollistaminen esim. metallien valmistusprosesseissa /26, 58/. Tämän kirjallisuustyön tavoitteena on luoda jokaiselle VESIPIN-projektiin osallistuvalle pintakäsittelylaitokselle tiedolliset valmiudet tiukentuvien työturvallisuus- ja ympäristömääräysten mukaiselle jätteidenkäsittelymenetelmien käyttöönotolle. 10

11 2. Pintakäsittelylaitokset ja niitä koskeva lainsäädäntö 2.1 Suomessa toimivat pintakäsittelylaitokset vuonna 1997 Suomessa toimi vuonna 1997 noin 200 yritystä, joiden toimialana olivat metalliset pinnoitteet. Maalausta tms. orgaanista pinnoitusta harjoittavia yrityksiä toimii maassamme laskutavasta riippuen jopa pari tuhatta, joten metallipinnoittajat ovat selvänä vähemmistönä tarkasteltaessa kaikkia pintakäsittelijöitä kokonaisuutena. Osa yrityksistä tekee alihankintatöitä ja osa pinnoittaa vain omia tuotteitaan osana valmistusprosessia. Tyypillisiä metallipinnoitusprosesseja ovat mm. elektrolyyttinen sinkitys, kromaus, nikkelöinti, kuparointi, kultaus, hopeointi, autokatalyyttinen nikkelöinti ja kuparointi, alumiinin anodisointi, kuumaupotukset (kuumasinkitys, -tinaus, -lyijytys ja -aluminointi), tyhjiöpinnoitus, terminen ruiskutus sekä komposiittipinnoitus (esimerkiksi metallikarbidit, -oksidit yms.). Esikäsittelyinä ja osin varsinaisena pintakäsittelynäkin käytetään mm. elektrolyyttistä ja kemiallista kiillotusta sekä peittausta. Varsinaisena pintakäsittelynä tai jälkikäsittelynä metalleja voidaan myös värjätä, kromatoida tai fosfatoida. Sähkömuovaus on eräs elektrolyyttisen pinnoituksen erikoissovellus, jota voidaan pitää lähinnä eräänlaisena valmistustekniikkana. Siinä metallikerros kasvatetaan muotin päälle valun sijasta elektrolyyttisesti /1, 2, 3/. Tavanomaisempien metallipinnoitusten lisäksi samantyyppisiä jätevesiä syntyy myös syväpainoissa, koruteollisuudessa sekä piirilevyjen valmistuksessa elektroniikkateollisuudessa. Maalaamoista syntyy myös erilaisia jätevesiä, mutta ne sisältävät usein fosfatointi- tms. prosessien jätevesiä lukuun ottamatta lähinnä orgaanisia epäpuhtauksia. Tässä työssä on keskitytty lähinnä metallipitoisten jätevesien syntyyn ja käsittelyyn, joten muut kuin em. jätevedet on jätetty vähemmälle huomiolle. 2.2 Jätevesille asetetut raja-arvot sekä esimerkkejä Euroopassa vallitsevista päästörajoista Taulukossa 1 on esitetty raja-arvoja erilaisille viemäriin johdettaville aineille ja yhdisteille. Lisäksi taulukkoon on vertailun vuoksi koottu muutamia muita raja-arvoiksi esitettyjä pitoisuuksia. 11

12 Taulukko 1. Helsingin ja Espoon viemäreihin johdettavien jätevesien raja-arvot, PARCOM 92/4:n ja HELCOM 16/6:n suositukset sekä valmisteilla olevan uuden EU:n juomavesidirektiivin mukaiset laatuvaatimukset. Juomaveden raja-arvot on otettu mukaan, jotta lukijan olisi helpompi hahmottaa, minkälaisista pitoisuuksista on kyse /4, 5, 6, 7/. METALLIEN RAJA-ARVOT (mg/l) Metalli Pitoisuus Helsinki/Espoo EU-arvot: PARCOM (HELCOM) Juomaveden laatuvaatimukset Elohopea (Hg) 0,01 0,001 Hopea (Ag) 0,1 0,1 (0,2) Kadmium (Cd) 0,01 Kok. kromi (Cr) 1,0 0,5 (0,7) 0,05 Kromi VI (Cr 6+ ) 0,1 0,1 (0,2) Kupari (Cu) 2,0 0,5 2,0 *** Lyijy (Pb) 0,5 0,5 0,01 *** Nikkeli (Ni) 0,5 0,5 (1,0) 0,02 *** Sinkki (Zn) 3,0 0,5 * (2,0) Tina ** (Sn) 2,0 ** 2,0 ** (-) * Perustelluissa tapauksissa voidaan hyväksyä 2,0 mg/l. ** Ei Helsingin raja-arvoissa. *** Raja-arvoa sovelletaan hanasta otettuun näytteeseen. Lyijyn osalta raja-arvo on saavutettava viimeistään 15 kalenterivuoden kuluessa direktiivin voimaantulosta. MUUT AINEKOHTAISET RAJA-ARVOT (Helsingissä) /4/. ph-arvo 6,0-11,0 lämpötila 40 C sulfidi 5,0 mg/l sulfaatti, tiosulfaatti ja sulfiitti 400 mg/l (summa-arvo) magnesium 300 mg/l syanidi 0,5 mg/l vapaa syanidi 0,2 mg/l (PARCOM ja HELCOM) 12

13 TAPAUSKOHTAISET RAJA-ARVOT /4/. Esim. seuraaville aineille asetetaan tarvittaessa tapauskohtaisia raja-arvoja: arseeni (As) tina (Sn) kloridi (Cl - ) fluoridi (F - ) magnesium (Mg) natrium (Na) kalium (K) Taulukoissa esitetyt pitoisuusarvot on tarkoitettu sellaisille liittyjän toiminnoista muodostuville jätevesille, joita ei ole laimennettu muilla jätevesillä. Laimennusvesiä ovat mm. saniteetti-, jäähdytys-, kuivatus- ja sadevedet. Sallitut raskasmetallikuormitukset määritellään erityisjätevesien johtamissopimuksissa jätevesimäärien perusteella /4/. Viemäriin johdettavan jäteveden mineraaliöljypitoisuuden pitää olla <200 mg/l /5/ Eräiden Euroopan maiden raja-arvoja Euroopan pintakäsittelijöiden komitean (Comité Européen des Traitements de Surfaces, CETS) mukaan /8/ Kansalliset raja-arvot vaihtelevat melko laajalla alueella (vrt. taulukko 2). Mikäli taulukossa 2 ei jossain kohdassa ole annettu arvoa, on kyse luultavimmin siitä, että arvot vaihtelevat paikallisesti, kuten Suomessakin. Esimerkiksi vapaan syanidin raja-arvojen sallituissa pitoisuuksissa voidaan todeta yli dekadin suuruisia eroja. Yleisesti ottaen voidaan kuitenkin todeta, että Suomen raja-arvot sijoittuvat jakauman tiukempaan päähän. 13

14 Taulukko 2. CETSin ilmoittamat maakohtaiset raja-arvot (mg/l) erityyppisille jätevesipäästöille /8/. Belgia B Ranska F Englanti/ Thames GB Saksa D Italia I Hollanti NL Espanja/ Madrid E Pariisin sopimus P Reinin sopimus R CETSin ehdotus C Ag 0,1-0, ,25-0,1-0,1 Al 10,0 5,0 3,0-2,0 - - ei rajaa ei rajaa 5,0 Cd 0,6 0,2 0,2 1,0 0,02 0,2 1,0 0,2 0,2 0,2 CN vapaa 1,0 0,1 0,2 5,0 0,5 1,0 5,0 0,2 0,1-0,2 0,2 Cr 6+ 0,5 0,1 0,1-0,2-1,0 0,1 0,1 0,1 Cr tot. 5,0 3,0 0,5 2,0 2,0 0,5 5,0 0,5 0,5-1,0 1,0 Cu 4,0 2,0 0,5 2,0 0,1 2,0 5,0 0,5 0,5-1,0 1,0 F 15,0/ 10,0 15, , Fe 20,0 5,0 3,0-2,0-50 ei rajaa ei rajaa 5,0 Hg - 0, ,05 1,0 0,05-0,1 Ni 3,0 5,0 0,5 2,0 2,0 0,75 5,0 0,5 0,5-2,0 2,0 NO 2-1, ,0 P 2,0 10 2, ,0 Pb 1,0 1,0 0, ,75 1,0 0,5-0,5 Sn 2,0 2,0 2, ,0-2,0 Zn 7,0 5,0 2,0 5,0 0,5 1,5 5,0 0,5 0,5-2,0 2,0 COD EDTA HC - 5,0 0, , ,0 VOX - - 1, ,1 0,1 1,0 kok. suolat - ei rajoja paitsi osittain sulfaateille ei rajoja ei rajoja paitsi osittain sulfaateille - ei rajoja paitsi osittain sulfaateille kok. raskasmetallit 8 Σ (Cu, Ni, Zn, Cr, Pb) 15 ei rajoja paikallisia rajoituksia - 50 kg/ vuosi/ tehdas, 20 kg/ metalli - jos < 200 g/d, rajat nelinkertaiset Cr:lle, Cu:lle, Pb:lle ja Ni:lle

15 2.3 Pintakäsittelylaitoksia koskeva lainsäädäntö Jätevesien ja jätteiden syntymisestä ja käsittelystä on olemassa monia erityisiä lakeja, asetuksia ja päätöksiä. Seuraavassa esitetään tärkeimmät pintakäsittelytoimintaa koskevat lait ja asetukset /9, 10, 11/. 1. Jätelaki (1072/93) ja -asetus (1390/93) muutoksineen. 2. Asetus vesien suojelua koskevista ennakkotoimenpiteistä (283/62) muutoksineen. 3. Vesilaki (264/61) muutoksineen. 4. Vesiasetus (282/62). 5. Laki ja asetus meren pilaantumisen estämisestä (298/79 ja 185/81). 6. Valtioneuvoston päätökset (Vnp): * 282/94 puhdistamolietteen käytöstä maanviljelyksessä * 363/94 vaarallisten aineiden johtamisesta vesiin * 364/94 pohjavesien suojelemisesta eräiden ympäristölle tai terveydelle vaarallisten aineiden aiheuttamalta pilaantumiselta * 365/94 yleisestä viemäristä ja eräillä teollisuudenaloilla vesiin johdettavien jätevesien sekä teollisuudesta yleiseen viemäriin johdettavien jätevesien käsittelystä * 659/96 ongelmajätteistä annettavista tiedoista sekä ongelmajätteiden pakkaamisesta ja merkitsemisestä. 7. Laki yleisistä vesi- ja viemärilaitoksista (982/77) muutoksineen. 8. Ilmansuojelulaki (1711/95) muutoksineen. 9. Naapuruussuhdelaki (26/20) muutoksineen. 10. Terveydensuojelulaki (763/94) ja -asetus (1280/94) muutoksineen. 11. Kemikaalilaki (744/89) muutoksineen. 12. Asetus vaarallisten kemikaalien teollisesta käsittelystä ja varastoinnista (59/99). 13. EU:n ympäristölupadirektiivi IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control, direktiivi ympäristön pilaantumisen ehkäisemisen ja vähentämisen yhtenäistämiseksi). 14. Ympäristöministeriön päätös (867/96) yleisimpien jätteiden sekä ongelmajätteiden luettelosta. 15. EU:n direktiivi 96/82/EY vaarallisista aineista aiheutuvien suuronnettomuusvaarojen torjunnasta (SEVESO II-direktiivi). Jätelain mukaan jätteellä tarkoitetaan ainetta tai esinettä, jonka sen haltija on poistanut, aikoo poistaa tai on velvollinen poistamaan käytöstä. Ongelmajäte on jätettä, joka kemiallisen tai muun ominaisuutensa takia voi aiheuttaa erityistä vaaraa tai haittaa 15

16 terveydelle tai ympäristölle. Jätevedellä tarkoitetaan nesteenä käytettyä, käytöstä poistettavaa vettä. Jätevedeksi luetaan muukin neste, joka poistetaan käytöstä, sekä esim. varastoalueelta tuleva vesi, jos se sisältää haitallisessa määrin vieraita aineita /12, 13/. Kemikaalilaissa vaarallinen kemikaali määritellään kemikaaliksi, joka elimistöön joutuessaan voi aiheuttaa kemiallisten ominaisuuksiensa vuoksi jo vähäisenä määränä haittaa ihmisen terveydelle. Ympäristölle vaarallisella kemikaalilla tarkoitetaan kemikaalia, joka ympäristöön joutuessaan voi aiheuttaa jo vähäisenä määränä haittaa elolliselle luonnolle /14/. Vaarallisten kemikaalien teollisesta käsittelystä ja varastoinnista on kemikaalilaissa annettu erilliset ohjeet, jotka on jaoteltu toiminnan lajin ja kemikaalien määrän mukaan laajamittaiseen tai vähäiseen teolliseen käsittelyyn ja varastointiin. Jaottelussa on lisäksi huomioitu kemikaalien vaarallisuus ja käsittelyolosuhteet. Lisäksi laissa on määrätty toiminnanharjoittajan yleiset velvollisuudet, jotka liittyvät kemikaalien käsittelyyn ja niiden ominaisuuksiin ja ympäristövaikutuksiin. Asetus 59/99 velvoittaa lisäksi toiminnanharjoittajan selvittämään käsittelemiensä ja varastoimiensa kemikaalien palovaarallisuuden sekä ympäristölle ja terveydelle vaaralliset ominaisuudet. Asetus velvoittaa toiminnanharjoittajan myös laatimaan turvallisuusselvityksen tai turvallisuusjohtamisjärjestelmän, jos vaarallisia kemikaaleja on yksittäin tai yhteenlaskettuna enemmän kuin asetuksen liitteessä 1 mainittu määrä tai niiden suhdelukujen summa on yhtä suuri tai suurempi kuin 1 eli jos toiminta on laajamittaista. Tällöin toiminnanharjoittajan tulee laatia myös tuotantolaitosta koskeva sisäinen pelastussuunnitelma /14, 15/. Asetuksen 59/99 mukaan vaarallisten kemikaalien laajamittaiseen teolliseen käsittelyyn ja varastointiin tarvitaan aina Turvatekniikan keskuksen (TUKESin) lupa (ent. Teknillinen tarkastuskeskus, TTK). TUKESin on myös määräajoin tarkastettava tuotantolaitosten tekninen toteutus, toimintaperiaatteet ja johtamisjärjestelmät sekä niiden toimivuus. Vähäisessä teollisessa käsittelyssä ja varastoinnissa riittää ilmoitus kunnan kemikaalivalvontaviranomaisille /15/. Jätelaki edellyttää, että kaikessa toiminnassa on mahdollisuuksien mukaan huolehdittava siitä, että jätettä syntyy mahdollisimman vähän ja ettei siitä aiheudu merkityksellistä haittaa tai vaikeutta jätehuollon järjestämiselle. Tämä edellyttää tuotannon harjoittajalta sitä, että käytetään raaka-ainetta säästeliäästi ja raaka-aineen käyttöä korvataan jätteellä /12/. Jäteasetuksen mukaan laitoksella on oltava jätelupa, jos kyseessä on esim. pintakäsittelylaitos, jossa syntyvän metallipitoisen sakan tai pigmenttejä ja sideaineita sisältävän sakan tai lietteen kuiva-aineen määrä on vuodessa vähintään yksi tonni /16/. 16

17 Valtioneuvoston päätöksen n:o 363/94 mukaan vesiin johdettaville päästöille on haettava vesilain mukainen vesioikeuden lupa, jos päästöt sisältävät karsinogeenejä, eräitä metalleja tai metalliyhdisteitä (Zn, Cu, Ni, Cr, Pb, Se, As, Sb, Mo, Ti, Ba, Be, B, U, V, Co, Ta, Te, Ag), syanideja, orgaanisia tinayhdisteitä jne. Mainittujen aineiden päästöjen tulee olla määrätyn vaatimustason mukaisia, ja lisäksi määrätään, miten jätevettä voidaan päästää vesistöön /13, 17/. Mainittujen aineiden päästöjen tulee olla määrätyn vaatimustason mukaisia, ja lisäksi määrätään, miten jätevettä voidaan päästää vesistöön /13, 17/. Vesilain mukaan ilman vesioikeuden lupaa ei saa ryhtyä sellaisiin toimenpiteisiin, jotka aiheuttavat tai voivat aiheuttaa vesistön pilaantumista (vesistön pilaamiskielto). Tällaisiksi toimenpiteiksi katsotaan mm. kiinteän, nestemäisen tai kaasumaisen aineen johtaminen tai päästäminen vesistöön siten, että siitä joko välittömästi tai toimenpiteen jatkuessa saattaa aiheutua haitallinen vesistön veden tai pohjan laadun muutos. Nämä muutokset voivat ilmetä esim. terveyshaittoina tai ympäristön ja vesistön viihtyvyyden tai virkistyskäyttöön soveltuvuuden vähenemisenä. Luonnollisesti pohjavesien osalta määräykset ovat vielä tiukemmat. Mikäli jätevesien johtamisesta vesistöön aiheutuisi em. pilaamiskiellon vastainen seuraus, jäteveden johtamiseen on haettava vesilain (264/61) 10 luvun 23 :n mukaan jätevesien johtamislupa. Ns. aiheuttamisperiaatteen mukaan toiminnan harjoittaja on velvollinen maksamaan korvauksia toiminnastaan muille aiheutuvasta haitasta, vahingosta tai muusta edunmenetyksestä. Saman periaatteen mukaan toiminnanharjoittaja on korvausvelvollinen, jos yritys tahallaan ja jatkuvasti ylittää sille asetetut päästörajat /10, 13/. Asetus (283/62 + muutokset) vesien suojelua koskevista ennakkotoimenpiteistä edellyttää, että pintakäsittelylaitosten jätevesien johtamisesta vesistöön tai kuormituksen olennaisesta lisääntymisestä pitää tehdä ilmoitus ympäristöviranomaisille. Alueellinen ympäristökeskus voi tällöin ko. ilmoituksen perusteella todeta hankkeen vaativan vesioikeuden luvan (VesiL 24 ). Toiminnan laajuudesta yms. riippuen saattaa olla mahdollista, että lupa jätevesien johtamisesta maahan tai ojaan riittää (VesiL 3 ), jolloin luvan käsittelee ympäristönsuojelulautakunta. Ennakkoilmoitusta ei tarvitse tehdä, jos jätevesien johtamiseen on vesioikeuden lupa tai jos jätevedet johdetaan yleiseen viemäriin. Jälkimmäisessä tapauksessa jäteveden johtamisen ehdoista on sovittava viemärilaitoksen kanssa tehtävällä viemäriinliittymissopimuksella /10/. Viemäriinliittymissopimuksessa määritetään jätevesikuormitukselle raja-arvot, jotka asetetaan koskemaan tilannetta liittymässä. Tällöin raja-arvojen valvonta on mahdollisimman yksiselitteistä. Raja-arvot ilmaistaan tuotanto- ja vastaavaa toimintavuorokautta kohden laskettuina jäteveden tai kuormittavien aineiden määrinä (kg/d, g/d tai m 3 /d). Kuormitusraja-arvoja voidaan täydentää asettamalla ehtoja yksittäisen aineen hetkittäiselle pitoisuudelle (mg/l) tai yhteenlasketulle määrälle. Aineista, joita ei lainkaan saa päästää viemäriin, on sopimuksen erityisehdoissa erikseen mainittava /10/. 17

18 Kuormituksen laskentamenettelyssä määritetään ensiksi viemärilaitoksen vielä käytettävissä oleva kapasiteetti ottaa vastaan jotakin tiettyä kuormitusta. Toiseksi lasketaan yleisiin suosituksiin tai muihin tietoihin perustuen liittyjäkohtaiset kuormitusraja-arvot. Kolmanneksi suoritetaan laskennallinen tarkastelu kuormitusraja-arvojen sopivuudesta raja-arvoiksi kyseisen viemärilaitoksen oloissa /10/. Ohjearvoista voidaan tapauskohtaisen harkinnan perusteella jo toiminnassa olevien laitosten sopimuksia tarkistettaessa poiketa silloin, kun yleiseen viemäriin asumisjätevesistä poikkeavia jätevesiä johtavan yrityksen * kuormitus on määrältään tai laadultaan sellaista, ettei viemäriverkolle tai puhdistamolle aiheudu merkittävää haittaa ja puhdistamolla on vapaata kapasiteettia, * viemäriverkkoon johdettava raskasmetallikuormitus ei vaikeuta lietteen hyötykäyttöä tai lietettä ei muutoinkaan ole käytetty hyödyksi * jätevedet esikäsitellään yhdyskunnan jätevedenpuhdistamon yhteyteen rakennetussa esikäsittelylaitoksessa /18/. Valtioneuvoston päätöksillä 363/94 ja 365/94 on viety Euroopan Unionin lainsäädännöstä tulleet lisäykset Suomen vesilakiin. Päätöksissä on mm. lueteltu ne kemikaalit, joita ei saa johtaa vesistöön, sekä ne päästöt, joihin tarvitaan vesilain mukainen vesioikeuden lupa. Vnp 365/94 täydentää vesilakia mm. teollisuusjätevesien viemäriin ja vesistöön johtamisen osalta /10/. Olemassa olevien laitosten on ollut määrä hakea ympäristölupaa vuoden 1996 loppuun mennessä (JäteL 78 ). Ympäristölupa sisältää neljä eri lupaa: ilmansuojelulain mukaisen ilmaluvan, jätelain mukaisen jäteluvan, naapuruussuhdelaissa säädetyn sijoitusratkaisun sekä terveydensuojelulain mukaisen sijoitusluvan. Ennen vastaavat luvat ja ilmoitukset käsiteltiin kukin erikseen. Pintakäsittelylaitosten ympäristölupahakemukset käsitellään sijaintikunnittain. Substanssilainsäädäntö määrää, mitä lupia toiminta vaatii /10/. Pintakäsittelyalalla yleisimmät luvat ovat jätelupa, naapuruussuhdelain sijoitusratkaisu ja sijoituslupa. Sähköpinnoituslaitokset eivät yleensä kuulu ilmalupavelvollisuuden piiriin, sen sijaan laitosten on haettava terveydensuojelulain mukaista sijoituspaikan hyväksyntää. Naapuruussuhdelaissa edellytetään, että harjoitettavasta toiminnasta ei saa aiheutua kohtuutonta rasitusta mm. lähiympäristössä asuville. Turvatekniiikan keskukselle, TUKESille, on tehtävä kemikaali-ilmoitus, jonka perusteella se myöntää kemikaalilain mukaiset luvat vaarallisten aineiden käytölle ja varastoinnille /10/. 18

19 Lupapäätökseen voidaan lisäksi määrätä toiminnan harjoittajalle tiettyjä velvoitteita (toimenpide- ja tarkkailuvelvoite). Toimenpidevelvoitteen mukaan ennen toiminnan aloittamista tai jossain määräajassa on ryhdyttävä toimenpiteisiin vesistön pilaantumisen vähentämiseksi esim. hankkimalla puhdistuslaitteita. Tarkkailuvelvoite määrää sen, millä tavoin esim. päästöjen ympäristövaikutuksia on tarkkailtava /13/. IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control) on EU:n ympäristölupadirektiivi, jonka mukaiseksi Suomen nykyinen lainsäädäntö on muutettava syyskuuhun 1999 mennessä. Ympäristöministeriön mukaan IPPC:n tuomat muutokset Suomen ympäristölupamenettelyyn tulevat olemaan merkittäviä. Direktiivin voimaantulon myötä vesi- ja ympäristöluvat tullaan antamaan samassa lupamenettelyssä /9/. SEVESO II -direktiivi aiheutti joitakin muutoksia, jotka oli sisällytettävä Suomen kemikaalilainsäädäntöön mennessä. Direktiivissä määrättiin mm. seuraavaa /90/: Toiminnanharjoittajan on ryhdyttävä kaikkiin tarpeellisiin toimiin suuronnettomuuk sien ehkäisemiseksi. Tuotantolaitoksen toiminta on kiellettävä, jos lainsäädäntöä koskien ilmenee vakavia puutteita. Lupa- ja ilmoitusperusteet on muutettava direktiivin mukaisiksi. 19

20 3. Pintakäsittelylaitosten jätevedet Jätevedellä tarkoitetaan käytöstä poistettua ja vesistöön, omalle tai muun yksityisen toimipaikan jätevedenpuhdistamoon, yleiseen viemäriin, varastoon tai maahan johdettua vettä. Myös erilliskäsittelyyn viemäröityjä hulevesiä pidetään yleensä jätevesinä /19/. Jätevesi koostuu toimipaikalla viemäriin johdettavista käytetyistä vesistä ja viemäriin joutuneista materiaaleista. Viimeksi mainittujen suhteen jätevesi toimii kuljettavana väliaineena käsittelylaitokselle /19/. Pintakäsittelylaitoksissa syntyy hyvin erilaisia jätevesiä. Peittausaltaiden happamien ja rasvanpoistoaltaiden alkaalisten kylpyjen lisäksi laitoksella saattaa linjasta riippuen olla käytössään useita erilaisia pinnoituskylpyjä, joiden koostumus ja ph suuresti vaihtelevat. Yhdessä laitoksessa jätevesien käsittely on hoidettu omalla tavallaan ja toisessa omallaan. Yhteistä kaikille laitoksille kuitenkin on se, ettei jätevesiä voi laskea käsittelemättöminä kunnalliseen viemäriverkkoon tai vesistöön, vaan raskasmetalli-, syanidiyms. pitoisuudet on ensin saatettava hyväksytylle tasolle. Valtaosa metallituoteteollisuuden prosessijätevesistä johdetaan yleiseen viemäriin. Tilanne kuitenkin vaihtelee maakunnittain: kaikista teollisuuden prosessijätevesistä Ahvenanmaalla käsitellään valtaosa kunnallisissa jätevedenpuhdistamoissa, Etelä- Pohjanmaalla lähes 80 %, Etelä-Savossa 50 %, Hämeessä ja Uudellamaalla noin 30 % ja muualla alle 25 %. Jätevesien laaduntarkkailu on laajinta metallituotteiden sekä erilaisten koneiden ja laitteiden valmistuksessa /19/. 3.1 Jätevesien luokittelu Suomessa käytetään vuosittain noin seitsemän miljardia kuutiometriä (tonnia) vettä, josta valtaosa (n. 6 miljardia m 3 ) on teollisuuden käyttämää käsittelemätöntä prosessi- ja jäähdytysvettä. Maassamme syntyy noin miljoonaa tonnia kiinteää jätettä vuodessa. Koko maan ainevirroista n. 99 % on siis vettä /20/. Pintakäsittelylaitoksessa syntyvän jäteveden määrä ja laatu riippuvat käytettävistä esikäsittely-, pinnoitus- ja jälkikäsittelymenetelmistä, huuhtelu- ja kierrätysmenetelmistä sekä pinnoitettavien kappaleiden materiaalista ja puhtaudesta. Suomalainen pintakäsittelylaitos käyttää vettä tavallisesti m 3 päivässä. Veden kulutusta voidaan huomattavasti pienentää käyttämällä monivaiheista vastavirtahuuhtelua. Keskikokoinen, kohtuullisen hyvin vedenkäyttöään kontrolloiva uudenaikainen suomalainen pintakäsittelylaitos kuluttaa yleensä vettä n. 100 litraa pinnoitettua neliömetriä kohden kylvyissä, huuhteluissa, jäähdytyksessä yms. Vuonna 1992 suomalaisten pintakäsittelylaitosten jätevedenkäsittelyn vuosikustannukset olivat % liikevaihdosta /2, 18, 21, 22/. 20

21 Ennen vesistöön tai viemäriin johtamista on jätevesi esikäsiteltävä. Esikäsittelyyn kuuluvat ainakin kromaattipitoisten jakeiden pelkistäminen, happamien ja emäksisten vesien neutralointi sekä metallien saostus. Jätevedet on saatava niiden muodostumiseen vaikuttamalla, esikäsittelemällä tai muulla tavoin sellaisiksi, että edellä mainitut vaatimukset täyttyvät. Toiminnassa on noudatettava parasta käyttökelpoista sekä taloudellisesti kannattavaa tekniikkaa. Ensisijaisesti on pyrittävä liittyjän sisäisin toimenpitein pienentämään jätevesien määrää ja niistä aiheutuvaa kuormitusta. Puhtailla tai lähes puhtailla vesillä ei tule rasittaa jätevesipuhdistamoa /2, 18/. Suurin osa pintakäsittelylaitoksista on liittynyt yleiseen viemäriin. Yleiseen viemäriverkkoon johdettavat teollisuusjätevedet tai muut niihin verrattavat asuinkiinteistöjen jätevesistä poikkeavat jätevedet eivät saa aiheuttaa haittaa viemäriverkossa tai yhdyskuntajätevesien puhdistamolla eikä niiden johtaminen saa vaarantaa työturvallisuutta. Jätevedet eivät myöskään saa aiheuttaa haittaa vesistölle ja muulle ympäristölle eivätkä vaikeuttaa lietteen hyötykäyttöä /18/. Vettä on perinteisesti pidetty uusiutuvana ja suhteellisen halpana luonnonvarana, jonka käyttöä ei juuri ole rajoitettu. Suurien vesimäärien käsittely aiheuttaa kuitenkin huomattavia kustannuksia jätevesipuhdistamoissa, joten veden käyttöä on syytä mahdollisuuksien myötä rajoittaa. Keinoja veden käytön vähentämiseksi ovat mm. prosessiin tehtävät muutokset, veden uudelleenkäyttö, puhdistus ja kierrätys. Kemikaalien säästöön päästään regeneroimalla huuhteluvedet, jolloin tuloksena saadaan pieni määrä kylpyyn palautettavaa väkevöityä liuosta sekä puhdasta huuhteluvettä /21, 23/. Pintakäsittelylaitoksen tärkeimmät jätevesityypit ovat huuhteluvedet sekä loppuun käytetyt kylpyliuokset. Huuhteluvesiä muodostuu yleensä jatkuvasti huuhtelualtaiden ylivuodoista. Kylpyliuoksia poistetaan ajoittain. Lisäksi jätevesiä syntyy lattiahuuhteista /24/. Prosessista tulevat huuhteluvedet sisältävät ylensä kaikkia kylpyjen sisältämiä metalleja sekä kemiallisia yhdisteitä. Niiden ph-arvo on riippuvainen kylpytyypistä ja sen pharvosta. Huuhteluvedet voidaan ryhmitellä haitallisten aineiden ominaisuuksien mukaan seuraavasti /24/: * emäksiset huuhteluvedet * happamat huuhteluvedet * syanidia sisältävät huuhteluvedet * kromihappoa tai kromaatteja sisältävät huuhteluvedet * muut metalleja sisältävät jätevedet. 21

22 Vaikka syanidia sisältävät jätevedet voitaisiinkin yleisesti luokitella emäksisiin ja kromihappoa sisältävät happamiin jätevesiin, vaativat ne kuitenkin sisältämiensä myrkyllisten aineiden vuoksi erilaisen käsittelyn kuin esim. emäksisen rasvanpoisto- tai happaman sinkkikylvyn jätevedet. Siksi ne on tapana jaotella edellisen kappaleen mukaisesti Käytetyt prosessikylvyt Käytetyt prosessikylvyt tulisi ensisijaisesti pyrkiä regeneroimaan ja käyttämään uudelleen /2/: * Rasvanpoistokylpyjen regenerointiin voidaan käyttää ultrasuodatusta ja aktiivihiilikäsittelyä. * Vialliset, jo pinnoitetut kappaleet kannattaa peitata erillään muista. Tällöin peittauskylpyyn ei joudu pinnoitusaineita vaan ainoastaan perusmetallia, jolloin käytetty peittauskylpy voidaan regeneroida tai hyödyntää edelleen. * Varsinaisia pinnoituskylpyjä voidaan regeneroida esimerkiksi aktiivihiilikäsittelyin, neste-nesteuutoin sekä elektrolyysin tai elektrodialyysin avulla. Loppuun käytetyt prosessikylvyt, joita ei voida hyödyntää, tulee käsitellä erillään laimeista huuhteluvesistä esim. seuraavasti /2/: * Alkalisille rasvanpoistokylvyille järjestetään erilliskäsittely, jossa rasva ja öljyt erotetaan jätevesistä rasvanerotusaltaassa. Erotettu öljy ja rasva toimitetaan ongelmajätteiden käsittelyyn oikeutettuun paikkaan. * Peittauskylvyt toimitetaan käsiteltäviksi ongelmajätelaitokselle. * Kuusiarvoista kromia sisältävät kylvyt voidaan johtaa käsiteltäviksi metallipitoisten jätevesien joukkoon sen jälkeen, kun kylvyn sisältämä kuusiarvoinen kromi on pelkistetty kolmiarvoiseksi ja liuos on neutraloitu Emäksiset jätevedet Emäksisiä jätevesiä ovat esimerkiksi emäksiset vahan- ja rasvanpoistokylvyt sekä niiden jälkeiset huuhteluvedet /25/. Emäksinen vahan- ja rasvanpoisto on yksinkertainen ja taloudellinen pesumenetelmä. Useimmat em. prosessit perustuvat alkaaliseen pesukylpyyn. Kylpy sisältää tavallisesti erilaisina yhdistelminä natrium- (NaOH) ja kaliumhydroksidia (KOH), tensidejä, 22

23 silikaatteja, fosfaatteja, soodaa (Na 2 CO 3 ) sekä lisäaineina mm. kompleksinmuodostajia ja kostutusaineita /26/ Syanidipitoiset jätevedet Syanidipitoiset jätevedet sisältävät syanidiyhdisteitä (metalli-syanidikomplekseja jne.) ryhmän CN - jossakin muodossa. Esimerkkeinä mainittakoon alkaalisten kupari- ja sinkkikylpyjen jätevedet. Syanidipitoiset kylvyt ovat lisäksi aina voimakkaasti emäksisiä, sillä happamissa olosuhteissa syanidi hajoaa erittäin myrkylliseksi syaanivedyksi eli sinihapoksi, HCN /25/ Happamat jätevedet Happamia jätevesiä ovat mm. peittaus- ja dekapointikylvyt sekä niiden huuhteluvedet, happamat sinkki- ja kuparikylvyt sekä kromatointikylvyt /25, 26/. Peittauskemikaalina käytetään yleisimmin suola- tai rikkihappoa ja harvemmin typpi- ja fosforihappoa. Fluorivetyhappoa käytetään happoseoksissa seostettujen teräksien, valuraudan ja alumiinin peittauksessa. Kromihapolla peitataan kuparia. Rauta(II)kloridin ja suolahapon seosta voidaan käyttää raudan peittauksessa ja jätehappoa voidaan käyttää kromaatti-ionin pelkistykseen. Mineraalihapon ja vetyperoksidin seoksella voidaan tehdä hapettavaa peittausta /27/ Kromihappoa tai kromaatteja sisältävät jätevedet Tähän ryhmään kuuluvat mm. kromihappoa (CrO 3 ) tai kromaatteja (CrO 2-4 ) sisältävien kylpyjen jätevedet, kuten esim. kiilto- ja kovakromauskylvyt, kromatointikylvyt, kromihappoa sisältävät elektrolyyttiset kiillotuskylvyt sekä kromaatteja sisältävät esi- ja jälkikäsittelykylvyt (esim. ABS-muovin aktivointi ja pinnoitteiden passivointi). Nimensä mukaisesti kromihappoa sisältävät jätevedet ovat happamia /25/ Muut metalleja sisältävät jätevedet ja metallijätteet Käytetyt pesuliuokset sisältävät jossakin määrin kaikkia metalleja, joita pestävät kappaleetkin sisältävät. Lyijy- yms. metallipitoisuudet saattavat käytetyissä pesuliuoksissa olla huomattavan korkeita (esim. messingin pesukylvyissä), jolloin pelkkä neutralointi ei 23

24 riitä käsittelyksi ennen niiden johtamista viemäriin. Näin on erityisesti silloin, kun alkalista pesukylpyä käytetään esim. viallisen sinkkipinnoitteen poistoon. Anodiliete eli anodeilta liukeneva, kappaleiden pintaan saostumaton osa anodimetalleja on kylpyaltaan pohjalle kertyvää metallilietettä. Liete on ajoittain poistettava altaiden pohjalta, jotta kylvyssä olevat liukenemattomat partikkelit eivät heikentäisi saostuvan pinnoitteen laatua. Anodihäviöt ovat tavallisesti 5-10 % ja sisältävät anodilietteen lisäksi myös anodeista jäljelle jäävän romun ja huonokuntoisiin ripustustelineisiin saostuvan metallin /26/. Suodatettaessa pinnoituskylpyjä kertyy käytettäviin suodattimiin kylvyn epäpuhtauksien lisäksi myös pinnoitusmetallia. Esimerkiksi nikkelikylvyn suodattimista tulevan pesujätteen kuiva-ainepitoisuudesta nikkeliä saattaa olla jopa 6-10 %. Lisäksi pinnoitusta edeltävistä mekaanisista esikäsittelyistä, kuten kiillotuksesta ja hionnasta, syntyy metallipölyä ja lietettä /26/ Fosfaatteja sisältävät jätevedet Fosfaattipitoisia jätevesiä syntyy pääasiassa fosfatointiprosessissa, jota käytetään yleensä maalauksen esikäsittelynä. Fosfaattien haitallisuus perustuu niiden vesistöjä rehevöittävään vaikutukseen. Fosfaatit voidaan saostaa jätevesistä alumiinisulfaatilla (ph = 6), rautasuoloilla (ph = 7-8) tai kalkilla (ph = 10,5). Mikäli halutaan saostaa kolmiarvoinen rauta sekä sinkki, tulee ph pitää alueella 7,5-8 tehokkaimman tuloksen varmistamiseksi /26/. Pintakäsittelyteollisuuden aiheuttama osuus maan kokonaisfosfaattikuormituksesta (vrt. maanviljely, asumajätevedet, kalankasvattamot jne.) lienee kuitenkin häviävän pieni Öljyiset jätevedet Öljyisiä ja rasvaisia teollisuusjätevesiä tuottavat tavallisimmin öljynjalostus-, metalli- ja kasviöljyteollisuus, teurastamot, lihanjalostamot sekä huoltoasemat. Jätevedessä oleva öljy ja rasva huonontavat jätevedenpuhdistamoiden toimintaa. Toisaalta pienetkin mineraaliöljymäärät joutuessaan pohjavesiin tai vesistöihin aiheuttavat pitkäaikaisia haju- ja makuhaittoja. Pienetkin mineraaliöljymäärät haittaavat jäteveden kemiallista ja biologista puhdistusta. Kemiallisessa puhdistuksessa öljy huonontaa flokkien laskeutumisominaisuuksia sekä aiheuttaa vaahtoamista. Biologisessa puhdistuksessa lietteen hapensiirtokyky ja laskeutumisominaisuudet heikkenevät öljyn vaikutuksesta /28/. 24

25 Öljyisten ja rasvaisten vesien erottaminen pinta-, saniteetti- sekä muista prosessivesistä on välttämätöntä siksi, että öljyn turhaa liukenemista jäteveteen ei tapahtuisi ja että käsiteltävä öljypitoinen jätevesimäärä jäisi pienemmäksi. Mineraaliöljyä liukenee veteen öljystä ja lämpötilasta riippuen 5-50 g/m 3, mutta emulgoituneen öljyn määrä saattaa olla moninkertainen /28/. Rasvaisten ja öljyisten jätevesien turhaa pumppausta ja sekoitusta olisi vältettävä, koska tällöin vedessä vielä mahdollisesti vapaana oleva öljy ja rasva emulgoituu voimakkaan sekoituksen takia veteen. Kuumaan veteen rasva ja öljy emulgoituvat huomattavasti paremmin kuin kylmään veteen /28/. Öljyjä ja rasvoja voidaan erottaa jätevesistä mm. /28, 29/ * öljynerotuskaivoilla * ilmaflotaatiolla * sentrifugoimalla * hajoittamalla emulsiot ph:ta alentamalla, koaguloimalla jne. * erilaisilla suodatusmenetelmillä * aktiivihiilikäsittelyllä * biologisilla menetelmillä. 3.2 Ongelmajätelaitokselle vietävät jäteliuokset Ongelmajätelaitokselta saadun lausunnon mukaan vuonna 1997 ongelmajätelaitokselle toimitti jätteitä 28 eri pintakäsittelyalan yritystä, jotka toimivat 22 eri kunnassa. Toimitettujen jätteiden yhteismäärä oli n. 600 tonnia, joista n. 90 % oli epäorgaanisia jätteitä eri olomuodoissaan /74/. Varsinaiset pinnoituskylvyt ovat oikein käsiteltyinä ja hoidettuina hyvin pitkäikäisiä, elektrolyyttisten sinkki-, kupari-, kromi- ja nikkelikylpyjen keskimääräinen käyttöikä on 5-10 vuotta. Syynä kylvyn pilaantumiseen on tavallisesti jonkin epäpuhtaudeksi laskettavan ionin liiallinen lisääntyminen elektrolyytissä, joka aiheutuu kylvyssä tapahtuvista kemiallisista muutoksista tai vieraiden ionien kulkeutumisesta kylpyyn /26/. Tiheimmin uusittavia pinnoituskylpyjä ovat laimeat kromaatti-, sinkki- ja alumiinipitoiset kylvyt, jotka uusitaan jopa n kertaa vuodessa. Metallipitoista jätettä syntyy kuitenkin eniten tehonsa menettäneiden peittauskylpyjen hävityksessä /26/. 25

26 Käytetyt prosessikylvyt ovat sisältämiensä raskasmetallien, kuusiarvoisen kromin, happamuuden tai emäksisyyden tai vesistöä rehevöittävien yhdisteiden, kuten esimerkiksi fosfaattien, takia yleensä jätettä, jota ei sellaisenaan voida johtaa kunnalliseen viemäriverkostoon /2/. Kylvyt on käsitelty usein sekoittamalla ne laitoksen laimeisiin jätevesiin. Kylpyjen johtaminen jätevesien joukkoon on kuitenkin aiheuttanut vaikeuksia jätevesien neutraloinnissa ja metallien saostamisessa. Puhdistamon toimintahäiriöiden seurauksena on liuenneessa muodossa olevia raskasmetalleja päässyt viemäriverkkoon tai suoraan vesistöön lupaehdot ylittäviä määriä. Seurauksena raskasmetallien karkaamisesta saattaa pahimmassa tapauksessa olla kunnallisen jätevesipuhdistamon aktiivilietekannan tuhoutuminen ja puhdistamolietteen raskasmetallipitoisuuksien nousu siinä määrin, että lietteen hyötykäyttö joudutaan keskeyttämään /2/. Vuonna 1995 laaditussa ehdotuksessa vesiensuojelun tavoitteiksi vuoteen 2005 todetaan, että teollisuudesta peräisin olevaa vesistöjen lyijykuormitusta tulee vähentää yli 80 %, elohopeakuormitusta 60 % ja kadmiumkuormitusta noin 55 % vuosina Muiden metallien osalta tavoitteet vaihtelevat 50 prosentista (arseeni) yli 90 prosenttiin (rauta ja titaani) /20/. 26

27 4. Jätevesien käsittely, vesien ja kemikaalien uusiokäyttö ja kierrätys sekä metallien ja kemikaalien talteenotto Niin pintakäsittely- kuin muussakin teollisuudessa tulisi siirtyä ns. putkenpäätekniikasta, jossa tyydytään puhdistamaan syntyvät jätevedet, sellaiseen toimintaan, jossa keskityttäisiin ensisijaisesti vähentämään syntyvää kuormitusta. Tällaisen toiminnan esimerkkeinä mainittakoon mm. vesien ja kemikaalien regenerointi ja kierrätys, prosessin muutokset sekä korvaavat kemikaalit ja käsittelyt /23/. Tiukentuneiden ympäristövaatimusten sekä muuttuneiden asenteiden johdosta jätevesien käsittelyn tila on ratkaisevasti muuttunut parin viime vuosikymmenen aikana luvun puolivälissä tehdyn kartoituksen tuloksena voitiin todeta, että tuolloin kyselyyn vastanneista syanidit hapetettiin noin 80 %:ssa laitoksista, kuusiarvoinen kromi pelkistettiin n. 75 %:ssa, ph säädettiin n. 60 %:ssa ja käsittelemättöminä (ml. pelkkä hypokloriittilisäys syanidien hapettamiseksi) jätteensä päästi n. 40 % laitoksista /26/. Vaikka esim. kromi voidaan saostaa jätevesistä kemikaalien avulla, ei tämä sinänsä ratkaise raskasmetalliongelmaa kokonaan, sillä jokaista vesistä erotettua kromikiloa kohti syntyy 2,5-3,5 kiloa kromipitoista lietettä, joka pitää vielä toimittaa esimerkiksi ongelmajätelaitokselle. Toisenlaisilla ratkaisuilla metallit ja niihin sitoutunut pääoma voidaan ottaa talteen tai muuten hyödyntää uudelleen prosessissa /30/. Jätevesien käsittely voidaan toteuttaa jatkuvatoimisena tai panosperiaatteella, riippuen mm. virtaaman suuruudesta, eri jätevesityyppien lukumäärästä ja niiden sisältämistä epäpuhtauspitoisuuksista sekä valitusta käsittelyprosessista. Pienille virtaamille panosprosessi on usein soveliain ratkaisu ja suurille virtaamille vastaavasti jatkuvatoiminen prosessi on edullisempi /23, 30/. Jätevesien pitoisuudet voidaan saattaa hyväksytylle tasolle joko käsittelemällä ne jollakin puhdistusmenetelmällä tai käyttämällä regenerointia ja talteenottoa, jolloin ainakin osa jätevesiin esim. metallien ominaisuudessa sitoutuneesta pääomasta saadaan talteen. Lisäksi ympäristöön päätyviin kuormitusmääriin voidaan vaikuttaa paitsi jätevesien käsittelyllä, epäsuorasti myös käyttämällä ympäristöystävällisempiä menetelmiä ja kemikaaleja. Nykyisin tunnetuilla puhdistusmenetelmillä pystytään varmasti alittamaan kaikilta osin asetetut raja-arvot; kyse on vain siitä, mitä se tulee maksamaan erilaisina suunnittelu-, laitteisto- ja käyttökustannuksina. Jäteveden laatu poikkeaa "Asumajätevesistä poikkeavien jätevesien johtaminen yleiseen viemäriin" -työryhmän ehdottamista ohjearvoista happamuuden, metallien (kokonaiskromi, kupari, sinkki, nikkeli, lyijy, elohopea, hopea, arseeni ja kuusiarvoinen kromi) 27